Universidade Federal de Santa Catarina
Departamento de Engenharia Mecânica
MEMORIAL DE ATIVIDADES ACADÊMICAS (MAA)
Prof. Dr.-Ing. Márcio Celso Fredel
EMC/CTC/UFSC
Documento submetido à Universidade Federal de Santa Catarina como requisito para a promoção de Professor Associado, classe D, para Professor Titular da Carreira do Magistério Superior, classe E, de acordo com a Resolução Normativa Nº 40/CUn-UFSC/2014, de 27/05/2014, e Portaria Nº 982/MEC/2013, de 03/10/2013.
Florianópolis 2015
Agradecimentos
À minha esposa Sandra e ao meu filho Thomas, pela inspiração e apoio incondicional.
À Universidade Federal de Santa Catarina, por proporcionar um ambiente desafiador e estimulante para o desenvolvimento profissional.
Aos colegas do Departamento de Engenharia Mecânica, pelo ambiente harmonioso e busca de excelência contínua.
À FAPESC, CNPq, CAPES, FINEP e demais órgãos de fomento e às empresas parceiras pelos desafios propostos e a viabilização das atividades de pesquisa e de extensão.
Aos parceiros nacionais e internacionais, pelo interesse e compartilhamento da experiência de pesquisa e inovação.
Aos essenciais alunos e demais colaboradores que participaram dos resultados apresentados neste Memorial.
Identificação
MÁRCIO CELSO FREDEL, brasileiro, nascido em 17 de maio de 1963 em Blumenau, SC. Filho de Ingo e Hella Fredel. Casado com Sandra C. C. Fredel, pai de Thomas Fredel, 13 anos.
CPF: 466.706.459-53 RG: 910.083 (SSP-SC) SIAPE: 012845973 MASIS: 122356
Endereço Profissional: Universidade Federal de Santa Catarina Departamento de Engenharia Mecânica
Núcleo de Pesquisas em Materiais Cerâmicos e Compósitos / CERMAT www.cermat.ufsc.br
Campus Universitário - Trindade 88.040-900 – Florianópolis – SC Tel.: (048) 3721- 4031
e-mail: m.fredel@ufsc.br
Link para o Currículo Lattes: http://lattes.cnpq.br/6555250964161973 Ingresso na UFSC: 10 de julho de 1998
Cargo Atual: Professor Associado IV
Linhas de Pesquisa: Cerâmicos, Síntese e Processamento de Materiais Particulados, Caracterização Microestrutural de Materiais, Comportamento Mecânico de Sólidos, Biomateriais, Interfaces, Acoplamento Térmico e Mecânico de Camadas, Materiais Compósitos para Fins Estruturais.
Conhecimento de Idiomas: Português (língua materna),
Alemão (entende, lê, escreve e fala bem), Inglês (entende, escreve, lê e fala bem).
Formação Acadêmica
Curso de GraduaçãoCurso: Engenharia Mecânica
Instituição: Universidade Federal de Santa Catarina Local: Florianópolis, SC
Período: 1981 – 1986
Menção obtida:
1° lugar do Curso de Engenharia Mecânica 1° lugar geral do CTC – 1986/1
Prêmio Metal Leve
Cursos de Pós-Graduação
Mestrado em Engenharia Mecânica (Conceito CAPES 7) Universidade Federal de Santa Catarina, UFSC, Brasil
Título: Componentes de Alumínio Sinterizado: Tecnologia de Fabricação e Caracterização Mecânico-Microestrutural
Período: 1987 – 1990
Orientador: Prof. Dr.-Ing. Aloísio Nelmo Klein
Bolsista do(a): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, CNPq, Brasil
Doutorado em Engenharia
Rheinisch-Westfaelische Technische Hochschule Aachen, Alemanha Institut fuer Gesteinshuettenkunde
Título: Oberflaechenenergie und mechanisches Verhalten potentieller bionerter Keramiken Período: 1991 – 1995
Orientador: Prof. Dr. rer. nat. Rainer Telle
Bolsista do(a): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, CNPq, Brasil
Pós-Doutorado em Engenharia Mecânica
Universidade Federal de Santa Catarina, UFSC, Brasil
Título: Desenvolvimento de uma Metodologia de Caracterização do Comportamento Mecânico de Vidrados e Vitro-Cerâmicas visando estabelecer Correlações entre a Microestrutura e a Resistência ao Desgaste Abrasivo
Período: 1996 – 1997
Orientadores: Prof. Dr.-Ing. Aloísio N. Klein Prof. Dr. Eng. Orestes E. Alarcon
Resumo da produção acadêmica
Web of ScienceTotal de citações: 253; Total de trabalhos: 58; Data: 09/12/2014; Fator h =10 Scopus
Total de citações: 282; Total de trabalhos: 51; Data: 13/01/2015; Fator h = 12 Google Scholar
Total de citações: 514; Total de trabalhos: 108; Data: 13/01/2015; Fator h = 14 Research Gate
Total de citações: 146; Total de trabalhos: 56; Data: 26/01/2015; Escore = 25/53.7 Publicações vistas e downloads full-text : 4k e 1.067
Produção bibliográfica
Artigos completos publicados em periódico 57
Livros publicados 1
Capítulos de livros publicados 7
Trabalhos publicados em anais de eventos 136
Produção técnica Produtos Tecnológicos 8 Trabalhos Técnicos 2 Patentes e Registros Patentes 9 Orientações Concluídas Orientações de Doutorado 8 Orientações de Mestrado 28 Supervisão de Pós-Doutorado 3
Orientações de Trabalhos de Conclusão de Curso de Graduação 49
Orientações de Estágios Supervisionados 55
Orientações de Monitorias 30
Orientações de Iniciação Científica 30
Eventos Científicos
Organização de eventos 10
Participação em eventos 31
Participação em bancas
Banca de Conclusão de Doutorado 19
Banca de Conclusão de Mestrado 49
Banca de Qualificação de Doutorado 27
Banca de Projeto de Mestrado 65
Banca de Trabalho de Conclusão de Curso 61
Banca de Concurso Público 6
De acordo com CV Lattes disponível em http://lattes.cnpq.br/6555250964161973, cujos documentos comprobatórios estarão à disposição da Comissão Avaliadora.
SUMÁRIO
Identificação ... 5
Formação Acadêmica ... 6
Resumo da produção acadêmica ... 7
1. INTRODUÇÃO ... 9 2. FORMAÇÃO ACADÊMICA ... 11 2.1 Graduação ... 11 2.2 Mestrado ... 12 2.3 Doutorado ... 13 2.4 Pós-doutorado ... 15
3. ATIVIDADES DE ENSINO E ORIENTAÇÃO ... 16
3.1 Ensino de Graduação na UFSC ... 18
3.2 Ensino de Pós-graduação na UFSC ... 21
3.3 Orientações ... 23
3.3.1 Orientações de Doutorado ... 24
3.3.2 Orientações de Mestrado ... 25
3.3.3 Supervisão de Pós-Doutorado ... 25
3.3.4 Orientações de Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) ... 26
3.3.5 Orientações de Estágios Curriculares ... 27
3.3.6 Orientações de Trabalhos de Iniciação Científica ... 28
3.3.7 Orientações de Monitoria ... 28
4. ATIVIDADES DE PRODUÇÃO INTELECTUAL ... 29
4.1 Publicações ... 29
4.2 Projetos de Pesquisa ... 35
4.3 Patentes nacionais e internacionais ... 50
4.4 Produtos Tecnológicos ... 54
4.5 Diretórios de grupos de pesquisa – CNPq ... 55
5. ATIVIDADES DE EXTENSÃO ... 56
5.1 Atividades de docência ... 56
5.2 Projetos de extensão ... 56
5.3 Organização de Eventos Científicos ... 60
5.4 Revisão de Artigos Científicos ... 60
5.5 Consultor (Ad Hoc) ... 61
6. PARTICIPAÇÃO EM BANCAS E EVENTOS... 62
6.1 Participação em Bancas ... 62
6.2 Participação em Eventos... 62
7. ATIVIDADES ADMINISTRATIVAS ... 65
7.1 Departamento de Engenharia Mecânica ... 65
7.2 Supervisão de Laboratórios ... 65
7.3 Comissões, Câmaras e Colegiados ... 69
8. PARCERIAS NACIONAIS E INTERNACIONAIS ... 71
9. PROGRESSÕES ANTERIORES ... 86
10. PRÊMIOS E HOMENAGENS ... 87
11. CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 88
1. INTRODUÇÃO
O presente documento constitui o Memorial de Atividades Acadêmicas, doravante designado de ”Memorial”, e está de acordo com a Resolução Normativa nº 40/CUN/2014, como uma das exigências à promoção de professores à classe E, denominada de Professor Titular da Carreira do Magistério das Instituições Federais de Ensino. Seguindo as instruções constantes nesta Resolução, o documento foi elaborado evidenciando ações e méritos acadêmicos ao longo da trajetória do docente, demonstrando sua dedicação ao ensino, à pesquisa, à extensão, à inovação tecnológica e à administração universitária. Para facilitar sua leitura e interpretação, o Memorial foi dividido em duas partes, sendo uma primeira descritiva, e a segunda contendo o detalhamento das principais atividades realizadas, dividida em apêndices.
Na primeira parte do Memorial descrevo as atividades acadêmicas realizadas que considero como sendo as mais significativas na minha carreira, do ingresso no curso de Engenharia Mecânica da UFSC, em 1981, até o presente momento. Inicio o Memorial com minha identificação e um resumo da produção acadêmica. Em seguida, relato os principais dados da minha formação acadêmica, tanto em nível de graduação como de pós-graduação. Na sequência, exponho as atividades de ensino e orientação realizadas, em nível de graduação e pós-graduação. No capítulo seguinte, descrevo as principais atividades de produção intelectual nas quais atuei, como publicações de livro, capítulos de livro, artigos científicos, projetos de pesquisa, patentes, e demais atividades correlatas.
À continuação, destaco as atividades de extensão mais relevantes nas quais atuei, como os projetos de extensão que coordenei ou dos quais participei, e o papel de revisor de artigos e consultor ad hoc de agências de fomento. Dadas a suas especificidades, destaco na sequência minhas participações em bancas de diversas naturezas e em eventos científicos.
Em seguida, elenco as atividades administrativas mais importantes que desempenhei ao longo dos 16 anos de UFSC, como na Subchefia do Departamento de Engenharia Mecânica, na supervisão e estruturação de laboratórios de ensino e pesquisa, e na elaboração e atualização das grades curriculares do Curso de Graduação em Engenharia de Materiais e do Curso de Engenharia Mecânica, assim como demais participações em colegiados, câmaras, comissões. No capítulo seguinte apresento as parcerias nacionais e internacionais estabelecidas ao longo dos anos, com empresas e instituições que, em minha opinião, são fundamentais para gerar novos desafios e avanços.
Concluindo, apresento brevemente dados sobre progressões anteriores, prêmios e homenagens recebidas, e as minhas considerações finais acerca da trajetória acadêmica na Universidade Federal de Santa Catarina e aspirações futuras.
Na segunda parte do Memorial, exponho uma lista detalhada das atividades realizadas, organizada na forma de 6 apêndices. Além dos detalhamentos relativos ao conjunto do ensino e orientações realizadas, reúno aqueles associados às atividades de Produção Intelectual e de Extensão, seja na forma de artigos, páginas de rosto ou acessos aos sites
específicos, bem como outras informações selecionadas relativas à minha trajetória acadêmica elencadas anteriormente neste documento.
Os documentos comprobatórios das atividades descritas neste Memorial estarão disponíveis à banca examinadora, no dia da apresentação, nos processos de progressão funcional e afins.
O presente Memorial de minha carreira acadêmica tem, portanto, a finalidade de demonstrar à qualificada banca de avaliação o meu desempenho acadêmico e comprometimento continuado para com a Universidade Federal de Santa Catarina e, assim, pleitear a ascensão à classe de Professor Titular da Carreira do Magistério Superior.
2. FORMAÇÃO ACADÊMICA
2.1 Graduação
Ingressei no curso de Engenharia Mecânica da UFSC em 1981 e colei grau em 1986, após 10 semestres de curso, os quais foram conduzidos com extrema dedicação e paixão. Considero ter tido um desempenho acadêmico muito bom, com direito à medalha de melhor desempenho acadêmico do curso de Eng. Mecânica e, inclusive, homenagem especial pelo Centro Tecnológico pelo melhor desempenho entre todos os 180 formandos do Centro de 1986/1. Posteriormente, fui informado por colegas e alunos que, em uma coleta dos melhores desempenhos acadêmicos da UFSC, meu nome consta como integrante da lista dos 12 melhores índices gerais de todos os tempos, sendo o 4° melhor da história da Eng. Mecânica (publicado no Diário Catarinense de 18 de setembro de 1994, a seguir no texto).
Durante o curso me dediquei ao exercício de monitorias de Mecânica dos Sólidos I durante 2 semestres (Prof. Arcanjo Lenzi), à atuação como bolsista de Iniciação Científica (CNPq) na área de desenvolvimento de software para a Seleção de Mancais Hidrodinâmicos (Prof. Raul Guinther, in memoriam) e à organização de diversas atividades extracurriculares, como cursos e visitas técnicas a inúmeras instalações de empresas dos mais diversos portes, como Ford do Brasil, Heller Máquinas Operatrizes Ind. Com. Ltda., Mecânica Pesada, Mitutoyo, CSN, Bosch Ltda., várias usinas hidrelétricas, dentre inúmeras outras indústrias, com intuito de complementar os conhecimentos teóricos adquiridos em sala de aula.
Como atividade curricular do curso, realizei estágio em uma empresa governamental (à época denominada SEBRAE-SC) focada na regulação, monitoramento e diversificação da matriz energética, buscando alternativas para redução do consumo de pico nas indústrias. Tais atividades foram importantes tanto na minha formação profissional como na decisão da continuidade após a conclusão do curso. O envolvimento com atividades de pesquisa, assim como a prévia inclinação ao magistério como bolsista IC e monitor influenciaram minha opção de permanecer na área acadêmica.
2.2 Mestrado
Como uma consequência natural do meu interesse pela pesquisa desenvolvida a partir da prática da monitoria em Mecânica dos Sólidos, mas igualmente pelo incentivo do Prof. Arcanjo Lenzi do Laboratório de Vibrações e Acústica da UFSC em ir além da monitoria, me inserindo na parte instrumental da área, bem como a bolsa de iniciação científica, me identifiquei com a proposta de trabalho do Prof. Aloísio Nelmo Klein, que à época reestruturava a área de Materiais de Construção Mecânica no Depto. de Engenharia Mecânica da UFSC. Introduzindo várias novidades associadas à Tecnologia do Pó, temática que desenvolveu no seu doutoramento em Karlsruhe-Alemanha, os elementos associados a esta tecnologia imediatamente fixaram minha atenção aos potenciais do laboratório, o qual, antes mesmo do ingresso oficial na pós-graduação, passei a frequentar como assistente de pesquisa. No ano de 1986, fui aceito em 1º lugar no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, coordenado pelo Prof. Arno Blass, recebendo uma bolsa do CNEN. Sob a orientação do Prof. Aloísio N. Klein, desenvolvemos uma metodologia de projeto voltada à difícil tarefa de produzir componentes de alumínio sinterizado, de grande interesse devido aos aspectos vantajosos dinâmicos passíveis de uso em vários componentes em compressores herméticos.
Neste período, outro profissional especialista em microestrutura de alumínio, Dr. Orestes E. Alarcon, passou a integrar o grupo de pesquisas do LABMAT, tendo se tornado um coorientador bastante entusiasta e facilitador em termos de contatos com outros centros de pesquisa, notadamente Unicamp e IPEN, e assim foi possível introduzir no trabalho diversas técnicas experimentais ainda ausentes na UFSC. Processos de compactação e lubrificação, mecanismos de sinterização, óxidos, atrição mecânica, energia superficial e caracterização mecânica e microestrutural foram temas de discussão e aprendizado contínuos e intensos com os pesquisadores do LABMAT ao longo de três anos. Foi um período de grande envolvimento profissional no quesito universidade-empresa, e que culminou com a defesa da dissertação de mestrado intitulada “Componentes de Alumínio Sinterizado: Tecnologia de Fabricação e Caracterização Mecânico-Microestrutural”, em 1990, que contou com a presença de um pesquisador de ponta do setor industrial, Dr. Gustavo Ferran, que enalteceu a obra, afirmando que um pequeno acréscimo de investigação e, em especial, de interpretação dos mecanismos o tornaria habilitado a concorrer a um trabalho de doutorado. A esta altura dos acontecimentos, desenvolver um doutorado já era uma decisão irrevogável para mim.
2.3 Doutorado
Em função das excelentes oportunidades de pesquisa no Laboratório de Materiais – LABMAT - do Departamento de Engenharia Mecânica da UFSC, em parceria com o setor industrial, em especial, o avanço para um doutorado foi algo contínuo e inevitável. Continuei assim minha qualificação na área de formação do mestrado, como bolsista do Programa de Pós-graduação em Eng. Mecânica, sob orientação do Prof. Aloísio N. Klein. Inicialmente cursei três disciplinas em nível de doutorado, ainda na fase final de elaboração do mestrado. Entretanto, com o interesse e incentivo por parte do Prof. Aloísio N. Klein e com a possibilidade de atuar em uma nova área de interesse estratégico brasileiro e, em especial, do Depto. de Eng. Mecânica da UFSC, na área de BIOMATERIAIS, devido à falta de infraestrutura adequada para pesquisas nesta área, decidi por concorrer para realização integral do doutorado no exterior (Alemanha). Após desligar-me oficialmente do POSMEC como bolsista de pós-graduação fui aprovado simultaneamente por dois orgãos de fomento, a saber, CNPq e DAAD (Deutscher Akademischer Austausch Dienst), tendo optado pelo primeiro. Com o aceite na RWTH-Aachen (Rheinisch-Westfaelische Technische Hochschule Aachen), tive direito à bolsa de estudos no idioma alemão por 4 meses no Goethe Institut em Freiburg/Alemanha (um reforço para meu segundo idioma materno), financiado pelo DAAD.
Após aprovação no PNDS (prova eliminatória de conhecimento e domínio do idioma alemão), iniciei meus trabalhos de doutoramento sob a orientação do Prof. Dr. rer. nat. Gerhard Ondracek, renomado pesquisador da área e que imediatamente me conduziu a participar de inúmeras atividades de pesquisa e ensino em seu Instituto (Gesteinshuettenkunde, Mauerstr.5) onde permaneci por 4,5 anos.
Prof. Dr. rer. nat. Gerhard Ondracek (in memoriam) e eu em intervalo de Congresso em 1994.
Ao longo do período em Aachen, tive a oportunidade de participar de um
Graduierten-Kolleg Biomaterialien (Núcleo Interdisciplinar de Pesquisas em Biomateriais),
compartilhando das atividades de pesquisa com profissionais da Medicina, Odontologia, Biologia e Química envolvidos no tema central de pesquisa: "Graduiertenkolleg Biomaterialien: Verbundwerkstoffe im Anwendungs-bereich Medizin". Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), RWTH Aachen und Universitäts-klinikum Essen. Sprecher: G. Ondracek, Stellv. K.M. Stürmer. Bewilligung 1991, Abschluss 1996. (Traduzido para: “Grupo de Estudos e Pesquisas em Biomateriais: Materiais Compósitos para Aplicação na Medicina”. Patrocinado pelo DFG, RWTH Aachen e Hospital Universitário de Essen. Coordenadores: G. Ondracek (meu Orientador de doutorado); Vice: K.M. Stuermer. Aprovação: 1991. Finalizado: 1996).
Embora o complexo Biomateriais como um todo fosse objeto de pesquisa do Núcleo Interdisciplinar, sendo desenvolvidas pesquisas inéditas em várias frentes com um grupo significativo de trabalhos simultâneos, eu atuei em um tema extremamente focado na interface biomaterial e tecido ósseo, ficando ao meu encargo o estudo das relações de energia superficial entre biomateriais cerâmicos e tecidos. Adicionalmente, em virtude de minha trajetória acadêmica anterior, não pude deixar de atuar também na ánalise do comportamento mecânico dos biomateriais produzidos, considerados extremamente frágeis e de baixa confiabilidade estrutural. Com a tese pronta para entregar ao orientador, um acidente automobilístico em maio de 1995 vitimou o Prof. G. Ondracek. Imediatamente, o novo Diretor do Instituto, Prof. Dr. rer. nat. Rainer Telle aceitou assumir a orientação do trabalho, embora isto tenha conduzido a um atraso em cerca de 6 meses até sua efetiva defesa. Assim, a tese de doutoramento obteve o título “Oberflächenenergie und mechanisches Verhalten potentieller bioinerter Keramiken” (Energia de superfície e comportamento mecânico de potenciais cerâmicas bioinertes), tendo eu obtido nota máxima (1,0).
2.4 Pós-doutorado
Ainda durante a realização do meu trabalho de doutorado, recebi um convite dos professores da UFSC para desenvolver pesquisas em nível de pós-doutorado (bolsa CNPq) na área de materiais cerâmicos, à época em eferverscência em Santa Catarina devido a uma inovadora joint-venturi entre a UFSC e o SENAI - Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial; criando um ambiente fortemente vinculado ao setor industrial da cerâmica de revestimento (CTC – Centro de Tecnologia Cerâmica em Criciúma/SC, distante 200 km da capital catarinense). Como a base das atividades do Pós-Doutorado foi em Florianópolis, tive a oportunidade, para mim indissociável, de participar das atividades de ensino no Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia Materiais, compartilhando a disciplina de Comportamento Mecânico dos Materiais com o Prof. Orestes Alarcon.
Sob o título “Desenvolvimento de uma Metodologia de Caracterização do Comportamento Mecânico de Vidrados e Vitro-Cerâmicas visando estabelecer Correlações entre a Microestrutura e a Resistência ao Desgaste Abrasivo” e com orientação de Prof. Dr.-Ing. Aloísio N. Klein e Prof. Dr. Eng. Orestes E. Alarcon, os temas pesquisados foram:
1. Estudo do mecanismo de desgaste abrasivo em materiais vitro-cerâmicos visando estabelecer uma correlação entre microestrutura e resistência ao desgaste, e estender/consolidar a aplicabilidade do índice de fragilidade dinâmico a sistemas submetidos a esforços abrasivos.
2. Influência da adição de partículas endurecedoras na cinética de sinterização de materiais vítreos.
3. Estudo da viabilidade técnica e econômica de obtenção de vitro-cerâmicas a partir de cinzas volantes.
3. ATIVIDADES DE ENSINO E ORIENTAÇÃO
Com a conclusão do doutorado em uma área estratégica e na qual havia carência de professores na Engenharia Mecânica da UFSC (em especial, para os alunos do próprio curso de Engenharia Mecânica), mas também já se antecipando à possível criação de um futuro novo curso de Engenharia de Materiais, em fins de 1997 abriu-se a possibilidade de realização de um concurso para professor na área de “Processamento e Comportamento Mecânico de Materiais Cerâmicos” no Departamento de Engenharia Mecânica da UFSC.
O concurso ocorreu em abril de 1998 e tendo sido aprovado em primeiro lugar, minha contratação como professor adjunto do EMC ocorreu em 10 de julho de 1998, onde permaneço lotado como professor de dedicação exclusiva (DE) desde então. Minha inclinação por atividades de ensino e pesquisa sempre estiveram presentes e, ao ingressar na carreira acadêmica, eu já havia exercido um preparo formal para atividades didáticas durante o período de Recém-Doutor, ministrando conteúdos da Pós-graduação, o que facilitou minha tarefa neste início de carreira.
Como professor do Departamento de Engenharia Mecânica, iniciei ministrando uma disciplina criada com base na minha formação (vide Portaria 93/PREG/98), entre outras designadas para a área de Materiais, com ênfase em Cerâmicos, para o curso de Eng. Mecânica, carente de informações a respeito deste “novo material”.
Apesar das dificuldades iniciais inerentes às atividades didáticas, almejei sempre um alto nível de qualidade, buscando novas formas de transmitir os conhecimentos aos alunos, sendo através da inserção de atividades experimentais ou de provas com elevado grau de exigência. Desta combinação, associada à continuada preparação de material de apoio, surgiram bons resultados que me incentivaram a permanecer inovando em sala de aula. Com a criação do curso de graduação em Engenharia de Materiais em março de 1999, novos e constantes desafios surgiram (vide Portaria 103/PREG/98). Inicialmente pensado em ser organizado no formato tradicional de ensino, a estrutura do curso acabou evoluindo para um esquema diferenciado em toda a UFSC, conhecido como curso cooperativo.
Já em 2002, a semestralidade foi alterada para trimestralidade, com mudança do ambiente acadêmico para industrial previstos a cada 3 meses para todos os alunos a partir da 4ª fase acadêmica. Isto gerou a necessidade de um completo remanejamento e reescalonamento das atividades do corpo docente, fazendo com que vários conteúdos fossem recombinados e redistribuídos entre os professores. Assim, de certa forma trabalhosa, porém ao mesmo tempo extremamente motivadora, tive a oportunidade de trabalhar os mais diversos conteúdos em Ciência e Engenharia de Materiais previstos em livros fundamentais da área, como W. Callister e J. Shackelford, entre vários outros. A interação com os colegas e com os alunos foi intensa, levando a uma sinergia que rapidamente tornou o curso um sucesso em termos de público-alvo (estudantes de bom índice nos vestibulares) e, consequentemente, nos futuros resultados do ENADE (nota máxima já em 2005).
“A UFSC obteve a nota máxima em sete cursos de graduação que participaram do Enade 2005
(Exame Nacional de Desempenho de Estudantes). Arquitetura e Urbanismo, Engenharia de Alimentos, Engenharia de Controle e Automação, Engenharia de Materiais, Engenharia de Produção Civil, Engenharia de Produção Elétrica e Engenharia de Produção Mecânica, todos ligados ao Centro Tecnológico, obtiveram conceito cinco. Outros oito cursos entre os 24 avaliados na UFSC receberam o conceito quatro.”
Com relação ao meu desempenho como professor, avalio apresentar um perfil motivador e dedicado aos alunos, uma vez que em sete ocasiões fui escolhido como professor homenageado, patrono ou nome de turma dos formandos em Engenharia de Materiais, curso ao qual me dediquei de forma intensa, embora não exclusiva ao longo dos primeiros 10 anos da carreira. Posteriormente, a partir de 2008, retornei a ministrar aulas ao curso de Engenharia Mecânica – Nível graduação, com uma disciplina obrigatória de Laboratório de Propriedades Mecânicas (EMC 5110) para alunos do próprio curso e da Eng. de Produção Mecânica. Em termos de pós-graduação, igualmente, ministrei diversos conteúdos, embora sempre focados em Fundamentos de Ciência e Engenharia de Materiais, Sinterização, Comportamento Mecânico de Sólidos e, de forma mais especializada, em Biomateriais.
3.1 Ensino de Graduação na UFSC
Desde minha contratação até o momento, participei da estruturação e ministração de nove disciplinas de graduação, tanto para alunos do curso de Engenharia Mecânica e Produção Mecânica quanto para alunos de Engenharia de Materiais, sendo oito disciplinas obrigatórias e uma optativa.
Os motivos para a existência de um quadro tão amplo e, frequentemente, de curta duração do tempo de ministração das disciplinas apresentado, devem-se basicamente ao processo de alteração do sistema tradicional para o cooperativo, introduzido de forma inédita na UFSC em 2001 no âmbito do curso de Engenharia de Materiais. Após o meu ingresso como docente da UFSC, mantive forte atuação junto à coordenação dos dois cursos, como membro do Colegiado do Curso de Graduação em Engenharia de Materiais já a partir de 25/05/98, e atuando, praticamente, em todos os demais períodos e, mais esporadicamente, no Curso de Graduação em Engenharia Mecânica. Entretanto, em ambos, participei ativamente nas suas reestruturações curriculares, pois considero a grade curricular um pilar central na formação de um excelente engenheiro.
Estas mudanças implicaram em uma modificação de calendário acadêmico, dos conteúdos específicos a serem ministrados ao longo das diversas fases acadêmicas, e, frequentemente, em sobreposição dos períodos, que resultaram na necessidade do engajamento de vários professores ofertando conteúdos diversos por períodos relativamente curtos, gerando um esforço adicional em termos de dedicação profissional para o sucesso da forma de ensino. Assim, ministrei várias disciplinas ao longo dos anos, com diferentes conteúdos e períodos de duração.
Na sequência, segue uma rápida descrição das disciplinas de graduação ministradas, com sua designação, período, carga horária semanal e conteúdos apresentados.
Disciplina: EMC 5205 - Materiais Cerâmicos: Estrutura, Propriedades e Processamento Período ministrado: de 1998-2 até 2001-1
Carga horária semanal: 3 horas
Descrição: Disciplina optativa ofertada aos alunos de Engenharia Mecânica. Disponibilizar ao aluno conhecimentos científicos e tecnológicos que possibilitem compreender a fundamentação, contexto, aplicações e limitações de materiais cerâmicos tradicionais e de alto desempenho. Noções sobre os fenômenos físicos e químicos necessários à formulação, processamento, caracterização e avaliação de propriedades dos materiais cerâmicos, ampliando e complementando o aprendizado teórico anterior obtido no curso de Materiais de Construção Mecânica. Seleção de materiais e critérios de aplicação. Aula prática: colagem de barbotina.
Disciplina: EMC 5101 - Materiais de Construção Mecânica I Período ministrado: de 1998-2 até 2006-1
Descrição: Disciplina obrigatória fundamental da área de Materiais de Construção Mecânica para alunos de Eng. Mecânica e Eng. de Produção Mecânica. Focada na correlação microestrutura, propriedades e processamento, visa contextualizar o ensino de materiais como ferramenta importante na seleção e projeto de componentes e sistemas mecânicos, em especial. Ligações químicas. Estruturas cristalinas dos materiais metálicos. Diagramas de fase binários Fe-C e outros. Difusão. Propriedades elásticas dos metais. Discordâncias e deformação plástica dos metais. Comportamento mecânico dos metais Encruamento e recristalização. Tratamentos térmicos. Características dos aços inoxidáveis, ligas de cobre, alumínio, magnésio e titânio.
Disciplina: EMC 5103 - Materiais de Construção Mecânica III (Compartilhada com Prof. Paulo Wendhausen/EMC)
Período ministrado: 2000-2 Carga horária semanal: 6 horas
Descrição: Disciplina obrigatória do Curso de Eng. de Materiais. Diagramas de Fase. Difusão. Defeitos. Transformações de Fase. Processamento Térmico. Discordâncias e Mecanismos de Endurecimento. Análise Microestrutural. Falhas. Tratamentos Termoquímicos. Ligas metálicas I e II. Tratamentos térmicos. Ensaios mecânicos e Tratamentos termoquímicos combinados.
Disciplina: EMC 5753 – Seminários III Período ministrado: 2000-2
Carga horária semanal: 2 horas
Descrição: Disciplina obrigatória do Curso de Eng. de Materiais. Preparar roteiro para avaliar a inserção de empresas de diversos setores produtivos no seu respectivo mercado através da análise do produto selecionado, com ênfase no processo produtivo, técnicas alternativas e concorrência, market sharing, histórico da empresa e perspectivas futuras. Os alunos deverão formar grupos e selecionar uma empresa da lista apresentada, a qual deverá ser visitada em conjunto ao longo do semestre. Serão realizadas apresentações sobre o levantamento feito na literatura e meios de comunicação em geral sobre cada empresa a visitar. Após a visita, deverá ser elaborado um relatório técnico com o aprofundamento da discussão e incorporação das informações adquiridas in loco. Uma apresentação deverá ser preparada, a qual será oral e por equipe. Com a adoção do novo currículo do curso (trimestralidade e inserção de 6 estágios obrigatórios), a disciplina não foi mais ofertada.
Disciplina: EMC 5734 – Caracterização de Materiais 4 (a partir de 09-1 denominada Propriedades Mecânicas)
Período ministrado: 2001-1 até atual Carga horária semanal: 2 horas
Descrição: A disciplina obrigatória é uma disciplina fundamental do currículo de Engenharia de Materiais e vem sendo ministrada desde a criação do curso inicial da UFSC. Com a disciplina objetiva-se fornecer aos alunos de fases intermediárias de Engenharia Materiais a
fixação dos fundamentos acerca do comportamento mecânico de sólidos, equipamentos e dispositivos necessários para sua determinação, bem como sua seleção mais adequada para cada tipo de característica mecânica a ser mensurada. Disponibilizar ao aluno um maior contato com os instrumentos de medição e com diversos equipamen- tos da área de sólidos e materiais. Permitir um contato direto com os fenômenos físicos, complementando o aprendizado teórico de disciplina conexas, como Mecânica dos Sólidos, Mecanismos de Deformação e Fratura, e Métodos Estatísticos para Eng. de Materiais.
Disciplina: EMC 5712 – Fundamentos de Engenharia de Materiais 2 Período ministrado: 2002-2 até 2002-3
Carga horária semanal: 2 horas
Descrição: Trata-se de uma disciplina obrigatória criada para o novo currículo de Engenharia de Materiais, que tem por objetivo desenvolver a capacidade dos alunos em início de curso com as estruturas cristalinas e não-cristalinas (conceitos básicos); densidade linear e planar; estruturas cristalinas de cerâmicas e não-cristalinas. Defeitos pontuais e difusão: Lacunas, intersticiais, impurezas, difusão em sólidos. 1a Lei de Fick, mecanismos de difusão em cristais covalentes, metálicos, iônicos e polímeros. 2a Lei de Fick. Defeitos: linear, planar e volumétrico. Escorregamento e deformação plástica, discordâncias, discordâncias em cristais iônicos e covalentes; contornos de grão, outros defeitos planares, defeitos volumétricos; interfaces.
Disciplina: EMC 5733 – Caracterização de Materiais 3 Período ministrado: 2001-3.
Carga horária semanal: 2 horas
Descrição: A disciplina em questão foi criada para fornecer aos alunos de Engenharia de Materiais uma conexão imediata dos princípios e equipamentos para análise térmica com conhecimentos apresentados ao longo do início do curso, motivando-os com a prática em técnicas de caracterização. Conteúdos: Importância das técnicas de analise térmica na avaliação do comportamento físico e químico dos materiais. Calorimetria diferencial e suas aplicações. Análise termogravimétrica. Dilatometria e suas aplicações. Densimetria. Empacotamento de partículas. Granulometria a laser. Peneiramento. Prática de laboratório: ensaios de análise térmica; ensaios de granulometria; ensaios de dilatometria.
Disciplina: EMC 5717 – Fundamentos de Engenharia de Materiais 7 (a partir de 09-1 denominada Materiais Cerâmicos)
Período ministrado: 2002-1 até atual. Carga horária semanal: 4 horas
Descrição: Trata-se de uma disciplina obrigatória criada para o novo currículo de Engenharia de Materiais, que tem por objetivo desenvolver e aguçar as habilidades dos futuros engenheiros com as novidades ofertadas pelo desenvolvimento das cerâmicas de engenharia no contexto industrial e científico. Histórico e importância da cerâmica técnica e
tradicional. Estrutura cristalina dos principais materiais cerâmicos. Difusão. Diagramas de fases de materiais cerâmicos. Cinética de reações em sólidos. Propriedades termofísicas. Crescimento de grãos e teoria da sinterização. Técnicas de processamento. Propriedades mecânicas: resistência e tenacidade à fratura, efeitos de superfície e volume, crescimento sub-crítico de trincas. Modelo de Weibull. Principais causas de fratura de materiais cerâmicos. Tenacificação de materiais cerâmicos. Critérios de avaliação e otimização de materiais cerâmicos. Projeto e seleção de materiais cerâmicos avançados.
Disciplina: EMC 5110 – Laboratório em Propriedades Mecânicas Período ministrado: 2009-1 até atual.
Carga horária semanal: (2 + 1 x 5) horas (compartilhada com Prof. Carlos R. Roesler/EMC) compreende 5 turmas experimentais de até 12 alunos em laboratório.
Descrição: A disciplina obrigatória é de caráter fundamental do currículo de Engenharia Mecânica, introduzida com o objetivo de atender a obrigatoriedade de atividades laboratoriais do curso a partir da reforma curricular introduzida em 2006. Com a disciplina objetiva-se fornecer aos alunos de fases intermediárias em Engenharia Mecânica e de Produção Mecânica os fundamentos e ferramentas para a avaliação do comportamento mecânico de sólidos, e as máquinas, dispositivos e sensores necessários para mensuração de grandezas, bem como as aplicações destas no projeto de dispositivos mecânicos. Propiciar ao aluno maior contato com os instrumentos de medição e com diversos equipamentos da área de sólidos e materiais, e com os fenômenos físicos, complementando o aprendizado teórico. Todos os conteúdos apresentados envolvem a execução de experimentos e elaboração de relatórios técnicos.
3.2 Ensino de Pós-graduação na UFSC
Em nível de graduação, venho ministrando disciplinas desde 1996, à época de pós-doutorado, em EMC 6135 - Comportamento Mecânico dos Materiais no Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais (PGMAT). A partir de 1999, iniciei trabalhos de orientação de alunos no Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica (POSMEC), nos quais atualmente sou professor permanente (vide sites dos programas: http://ppgmec.posgrad.ufsc.br/ e http://www.pgmat.ufsc.br/portal/).
Alunos de mestrado e doutorado da área de Materiais Cerâmicos (PGMAT) e da Área de Concentração Fabricação (POSMEC) com interesse em processos que englobem as tecnologias do pó ou particulados são os mais frequentes, embora alunos de outras áreas de concentração dos Programas de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais e de Engenharia Mecânica da UFSC, bem como de outros Programas (em especial, da Pós-Graduação em Odontologia) também se interessem pelos conhecimentos disponibilizados nas disciplinas, seja como alunos regulares ou alunos ouvintes. Fundamentos de Ciência e Engenharia de Materiais e Comportamento Mecânico dos Materiais (de caráter mais amplo) ou Biomateriais (de caráter mais especializado) são as disciplinas oferecidas por mim para todos os pós-graduandos
interessados em conteúdos com foco em estrutura, propriedades, processamento e aplicações de materiais de engenharia em seu sentido mais amplo, com pré-requisitos compatíveis associados a cada disciplina.
Segue uma rápida descrição das mesmas, com sua designação, carga horária semanal e principais conteúdos ministrados.
EMC 1105 – Comportamento Mecânico de Materiais Frágeis
(Anteriormente EMC 6135 – Comportamento Mecânico dos Materiais) Carga horária semanal: 4 horas / 14 semanas
Descrição: Materiais frágeis: conceitos e fundamentos. Tipos de carregamento e curvas de deformação. Ensaio de tração. Coeficiente de encruamento. Ensaios de compressão. Compressão em estruturas porosas. Flexão e análise estatística (Weibull). Flexão biaxial. Resistência ao choque térmico. Análise do comportamento mecânico de compósitos com fibras e particulados. Tenacidade à fratura. Degradação: efeitos da temperatura, fadiga e crescimento subcrítico de trincas.
http://www.pgmat.ufsc.br/portal/wp-content/uploads/2013/10/EMC-1105000-Comportamento-Mec%C3%A2nico-de-Materiais-Fr%C3%A1geis.pdf
EMC 1001 – Fundamentos de Ciência e Engenharia de Materiais I
(Anteriormente EMC 6105 – Tópicos Especiais em Ciência e Engenharia dos Materiais: Estrutura e Propriedades dos Materiais)
(Compartilhada com o Prof. Paulo Wendhausen/EMC)
Carga horária semanal: 4 horas / 14 semanas – Sob avaliação para reinserção no POSMEC. Descrição:
Disciplina centrada nos fundamentos na área de Ciência e Engenharia de Materiais. Pelo emprego de livros de alcance mais amplo dentro da área (p.ex., Princípios de Metalurgia Física - Robert Reed-Hill) enfatiza os conteúdos mais importantes na elaboração da correlação microestrutura x processamento x propriedades para acadêmicos graduados oriundos dos mais diversos campos da engenharia, física e química, em especial. Tópicos abordados: Ligações químicas. Difração de raios-X. Estruturas cristalinas dos materiais metálicos. Diagramas de fase binários. Defeitos. Difusão. Teoria de Discordâncias. Mecanismos de Endurecimento. Comportamento elástico e plástico dos metais. Cinética de nucleação e crescimento. Encruamento e recristalização. Tratamentos térmicos. Transformações de Fase. Processamento Térmico. Fluência.
EMC 6117 – Tópicos Especiais em Ciência e Engenharia dos Materiais: Biomateriais Carga horária semanal: 4 horas / 14 semanas
Descrição: Introdução ao estudo de Biomateriais: histórico, aplicações atuais, tendências. Tipos de Biomateriais: metálicos, cerâmicos, poliméricos e compósitos, com ênfase na correlação microestrutura, propriedades e processamento. Materiais Biológicos: estrutura e propriedades dos principais tipos de tecidos. Resposta biológica aos Biomateriais.
Biomateriais e a Engenharia de Tecidos. Caracterização de Biomateriais.
http://www.pgmat.ufsc.br/portal/wp-content/uploads/2013/10/EMC-6117000-T%C3%B3picos-Especiais-Biomateriais.pdf
3.3 Orientações
Fui orientador ou coorientador de 49 trabalhos de conclusão de curso de graduação, 30 trabalhos de iniciação científica, 28 dissertações de mestrado, 8 teses de doutorado e 3 pós-doutorados. Além disso, orientei mais de 50 estágios de graduação (560 h cada) nos laboratórios que supervisiono e 30 monitores em diversas disciplinas.
Minhas atividades de orientação de alunos em nível de pós-graduação iniciaram-se em 1997, quando fui credenciado inicialmente pelo Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais da UFSC, na condição de Docente Participante. Desta forma, imediatamente após minha contratação, já estava atuando como coorientador de mestrado, sendo que o primeiro mestrando sob minha co-tutela obteve grau já em final de 1998 (Eduardo R. Gonçalves, sob orientação do Prof. Edson Bazzo). Após a finalização da orientação de 2 dissertações de mestrado, em 2000, obtive o credenciamento para atuar nos diferentes níveis do Programa, portanto, orientando dissertações de mestrado e teses de doutorado, e supervisionando alunos de pós-doutorado.
Também no Curso de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica (POSMEC) sou Professor Permanente, participando na ministração de disciplinas, orientando e coorientando diversos trabalhos de mestrado e doutorado, e atualmente supervisionando um aluno de pós-doutorado.
As orientações realizadas foram fortemente direcionadas às áreas nas quais atuei durante o mestrado, doutorado e pós-doutorado, basicamente voltadas à síntese de matérias-primas, ao processamento de pós e suspensões e à caracterização mecânica e microestrutural de ligas metálicas, polímeros e materiais cerâmicos, bem como suas inúmeras combinações em termos de fase matriz e fase reforço.
Nos primeiros anos de magistério, em termos de orientações, dispendi esforços de forma aproximadamente equilibrada entre a área de materiais cerâmicos de revestimento e no desenvolvimento de processos e produtos de injeção de pós, geralmente no âmbito de projetos coordenados pelos colegas Prof. Orestes E. Alarcon e Prof. Aloísio N. Klein, respectivamente, mas com foco em processamento e caracterização de materiais particulados. Embora distintos em sua essência e mercados, o convívio harmonioso entre os temas foi de extrema produtividade, complementariedade e crescimento científico e profissional. Dada a experiência anterior em materiais metálicos (mestrado) e cerâmicos (doutorado), obtive êxito ao propor temas e finalizar diversas orientações de trabalhos de conclusão e dissertações de mestrado em ambos os campos, com a geração de patentes e várias publicações em revistas e anais de congressos.
Assim, por exemplo, também orientei teses de doutorado e dissertações voltadas ao processamento viscoplástico de materiais cerâmicos, à moldagem por injeção de
vitrocerâmicas, à avaliação da influência de adições de elementos de liga no comportamento de sinterização e nas propriedades mecânicas de um metal duro e de um compósito diamantado com matriz metálica à base de níquel. Em uma oportunidade ímpar, pude combinar técnicas da fabricação de arcabouços cerâmicos para fins biomédicos (scaffolds) no desenvolvimento de esponjas cerâmicas à base de mulita e avaliação de seu desempenho em queimadores porosos radiantes, no escopo de um projeto de pesquisa com o CENPES/Petrobrás.
Embora não exclusivamente, a partir de 2005 a maior concentração de minhas pesquisas voltou-se à área de Biomateriais, contemplando o estudo de rotas de processamento complementares, as quais procuram unificar pesquisa, desenvolvimento e inovação aplicados à engenharia de fabricação. Em alguns trabalhos, a rota de síntese de pós (matérias-primas) e o projeto microestrutural são o foco e, em outras vertentes, a partir da seleção de rotas de processamento de materiais particulados ou precursores já consolidadas, o refinamento da técnica e a sua caracterização estrutural e funcional são os principais objetivos propostos.
3.3.1 Orientações de Doutorado
Como orientador de alunos nos dois Programas, em nível de doutorado contabilizo 13 orientações e coorientações, das quais 5 como orientador principal (e 3 como coorientador) de teses já concluídas, e outros 5 de trabalhos ainda em desenvolvimento, sendo 3 como orientador principal e 2 como coorientador.
Em várias das orientações atuei no sentido de promover a execução dos trabalhos na forma de doutorado-sanduíche, por acreditar que a experiência no exterior é de fundamental importância para os alunos, tanto em termos de infraestrutura, agilidade e disponibilidade de contatos, como para o crescimento pessoal. Assim, firmei acordos com diversos professores no exterior, como o Prof. Tiziano Manfredini (Modena/Itália) – Doutorado de Luciana M. Schabbach; o Prof. M. J. Edirisinghe (UK) – Doutorado de Vivian A. Krauss; Prof. Günter Motz (Bayreuth/Alemanha) – Doutorado de Lorenço Neckel Jr.; e Prof. Fábio J. P. Souza (Kaiserslautern/Alemanha) – Doutorado de Rafael G. de Souza (coorientador). Em 2012, em parceria firmada com o Prof. Dr. Håkan Engqvist, Grupo de
Materials in Medicine/Division of Applied Materials Science do Department of Engineering Sciences/The Ångström Laboratory da renomada Uppsala University, Suécia (vide:
http://www.teknik.uu.se/mim/), foi iniciada uma colaboração em termos do doutorado-sanduíche (246629/2012-6 Bolsas no Exterior - Ciência sem Fronteiras / Doutorado Sanduíche - SWE (CsF))do aluno José da Silva Rabelo Neto, atualmente em fase final de elaboração da tese. Neste período foi também elaborado e submetido um projeto de pesquisa de colaboração internacional nos termos do Programa CAPES/Stint (Edital N° 075/2013-2014 sob o título “Advanced synthesis and sintering routes of ceramic based materials for orthopedic and dentistry applications”, não contemplado em um primeiro momento. Atualmente, no âmbito desta cooperação, dois artigos científicos estão em fase
de submissão, assim com a elaboração de uma patente internacional conjunta acerca das pesquisas realizadas. Adicionalmente, em outra parceria recente, o acadêmico George Lemos foi contemplado com uma bolsa de doutoramento integral (SwB/CNPQ – Processo nº 206464/2014-2) para o condução do trabalho "Desenvolvimento de novos compósitos de matriz metálica (CMM) com resistência superior à fluência e à fadiga" que será executado a partir de março de 2015 em coorientação com o Prof. Dr.-Ing. Ulrich Tetzlaff – Universidade Técnica de Ingolstadt, Alemanha, na parceria já estabelecida entre as instituições.
3.3.2 Orientações de Mestrado
Em termos de orientações e coorientações de dissertações de mestrado, até o momento estive dedicado à orientação de 28 trabalhos, sendo que em 23 dissertações já defendidas atuei como orientador principal, e em outros 5 trabalhos, como coorientador. Dessas orientações 3 foram defendidas na Alemanha, durante o período de meu doutoramento em Aachen (“Betreuer” - Orientador). Além disso, atualmente 4 trabalhos de mestrado encontram-se em andamento sob minha orientação, bem como 4 novos acadêmicos foram aprovados (com bolsas CNPq/CAPES ou CERTI) para o próximo período.
Também neste nível de orientação, consegui com certa dificuldade, dadas as limitações para cursar etapas do mestrado no exterior, colocar alunos para realizar parte de suas dissertações no exterior. Assim, por exemplo, na dissertação de mestrado de Rafael S. F. Pereira, na Alemanha/Kaiserslautern, no âmbito do projeto Bragecrim (Analysis and
simulation of the polishing process of porcelain stoneware tiles), do qual fui
vice-coordenador por parte da UFSC no período de 2009-2013. Igualmente obtive êxito no envio dos alunos de mestrado Jefferson J. do Rosário, Diego Blaese e Diego Ribas, que realizaram parte de seus desenvolvimentos experimentais na Universidade Técnica de Hamburg, sob coorientação do Prof. Dr.-Ing. Gerold Schneider e Dr.-Ing. Rolf Janssen do Institut of
Advanced Ceramics da Hamburg University of Technology (TUHH). Atualmente, o aluno
César Augusto Stüpp finaliza sua dissertação de mestrado aqui no PGMAT, após realizar atividades experimentais (processamento via extrusão de pós) na Magnesium
Innovation Centre do Helmholtz-Zentrum em Geesthacht/Alemanha, sob supervisão do
Dr.-Ing. Norbert Hort, seu coorientador. Ainda, o mestrando Caue Correia da Silva, sob minha orientação no POSMEC, está executando parte de suas atividades experimentais em ensaios de fluência em compósitos (MMC’s) em Ingolstadt/Alemanha, em parceria que desenvolvi com o Prof. Dr.-Ing. Ulrich Tetzlaff da Universidade Técnica de Ingolstadt: http://www.thi.de/hochschule/fakultaet-maschinenbau/personen/professoreninnen/prof-dr-ing-ulrich-tetzlaff.html).
3.3.3 Supervisão de Pós-Doutorado
Com relação à supervisão de alunos de Pós-Doutorado, contabilizo até o presente 3 orientações finalizadas e uma em andamento. No contexto do projeto PNPD Nº 02929/090 - Linha MCT / FINEP, denominado “Fabricação de implantes para uso médico e odontológico utilizando-se a técnica de prototipagem rápida”, sou supervisor no âmbito institucional
UFSC, em ações propostas e aprovadas no edital direcionadas ao desenvolvimento de processos e produtos da empresa AGAL Consultoria e Assessoria Ltda, que atua na área de biomateriais, em especial, de emprego bucomaxilofacial. Em um projeto de 5 anos de duração, em fase final de execução, dois profissionais foram supervisionados por mim no CERMAT para viabilizar inovação e transferência de tecnologia à empresa.
1. Ana Paula M. Casadei. 2009-2011. Novas tecnologias de fabricação aplicadas a biocompósitos.
2. Fernando Luis Peixoto. 2011-2014. Fabricação de implantes para uso médico e odontológico utilizando-se a técnica de prototipagem rápida e moldagem por injeção.
Em outra frente de pesquisa, no âmbito de um programa institucional denominado "Programa de Bolsas REUNI de Assistência ao Ensino", também em nível de Pós-Doutorado, orientei a Drª Patricia Ortega Cubillos por um período de 2,5 anos entre 2011 e 08/2014. Os principais objetivos deste trabalho foram o desenvolvimento de ensaios mecânicos visando ampliação e inovação de conteúdos educacionais ministrados no ensino de graduação e pós-graduação do Departamento de Engenharia Mecânica.
Presentemente, oriento o trabalho de pós-doutoramento da Drª Joana Queiroz de Mesquita Guimarães, selecionada na Europa em edital internacional, tendo realizado doutorado em Madrid/Espanha em atividades afins às de pesquisa previstas no projeto 407035/2013-3 “Development of High Performance Bio-Inspired Functionally Graded
Materials for Oral Rehabilitation”, sob minha coordenação, e que na condição de bolsista de
Pós-Doutorado Júnior, por um período de 24 meses, desenvolve a rota de síntese de zircônia dopada com céria e ítria para revestimento funcional de substratos metálicos, em especial, à base de titânio.
3.3.4 Orientações de Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC)
A entrada compulsória de Trabalhos de Conclusão de Curso (TC ou TCC) nos cursos de Engenharia de Materiais e Engenharia Mecânica da UFSC trouxe uma nova oportunidade de interação com os formandos dos cursos em questão, gerando orientações de trabalhos de excelente qualidade ao longo dos últimos 10 anos. No caso dos alunos de Engenharia de Materiais, esta relação frequentemente se estabelece em parceria com as empresas nas quais estes realizam seus últimos estágios profissionais obrigatórios ou em institutos e centros de pesquisas. Orientei até o momento 49 alunos (6 como coorientador). Diversas orientações foram em conjunto com professores e pesquisadores de diversas universidades no exterior, como, p.ex., a TUHH-Hamburg, CICECO de Aveiro-Portugal e CERN - European Organization for Nuclear Research, Meyrin-Suiça. Atualmente, 4 alunos do curso de Engenharia de Materiais, sob minha orientação, desenvolvem parte de seus trabalhos de conclusão de curso na Alemanha (Deborah Scalabrin – BAM/Berlin, Rafael Paiotti M. Guimaraes – Helmholtz Zentrum/WZM, Geestacht, Isabela Fiorese e Roberta de Farias – BAM/Berlin, estas duas a partir de março de 2015 no BAM/Berlin).
Destaco, por exemplo, em Portugal, o trabalho de Lara Marhofer Dutra, sob o título “Otimização da Síntese de Pós de BiFeO3”, no Departamento de Engenharia Cerâmica e do Vidro da Universidade de Aveiro, sob a supervisão da Profª. Drª. Paula Maria Lousana S. Vilarinho; e de Leila Valladares Heitich, intitulado “Estudo do comportamento de misturas bifásicas de Hap/β-TCP em SBF (fluido corpóreo simulado)”, sob supervisão da Profª Drª Elisabete Jorge Vieira da Costa. Muito significativo, igualmente, foi a orientação conjunta do trabalho de conclusão de Poliana P. Lopes (“Estudo da bioatividade de compósito de matriz polimérica de PMMA-EHA reforçado com biovidro”) com a Profª Drª Maria Helena Figueira Vaz Fernandes, parceira em várias outras orientações, publicações e patentes.
Também em trabalhos de conclusão de curso (TCC) realizados em empresas surgiram ótimas oportunidades de interação, como, por exemplo, com a Cia. Industrial H. Carlos Schneider – Joinville/SC, no trabalho de conclusão de curso do Eng. de Materiais André Cechetto Beck, denominado “Caracterização de Microtrincas decorrentes do Processo de Extrusão Reversa em Buchas” e do Eng. de Materiais Eduardo Rovaris Gomes, realizado na FRAS-LE S/A – Caxias do Sul/RS, intitulado “Estudo da Influência dos Microconstituintes na Variação de Propriedades Elásticas de Pastilhas de Freio e sua Relação com Ruído, em 2004. Sob a supervisão de um ex-aluno de Eng. Mecânica, Eng. Dorly Silva Jr., o trabalho de Raquel Teixeira “Análise das propriedades de filmes finos de CrN com características anti-aderentes” em 2007, na Empresa Whirlpool S.A. gerou, igualmente, um TCC de forte e proveitosa interação universidade-empresa.
3.3.5 Orientações de Estágios Curriculares
Durante os anos de docência na UFSC procurei interagir de forma mais direta com os alunos estagiários de Engenharia de Materiais, ciente das dificuldades iniciais encontradas nas empresas, seja pela distância geográfica, desconhecimento temático ou até mesmo pela cobrança do nosso Curso em termos de estar representando o EMC naquela ocasião. Entretanto, considero esta uma etapa de extrema importância à formação dos futuros profissionais. Assim, além de vários encontros de acompanhamento dos estagiários nas empresas, em especial, aproveitando atividades de pesquisa e extensão, fiz cerca de 110 avaliações de relatórios de estágios ao longo dos anos como docente, procurando identificar seus pontos fracos e motivá-los para os futuros estágios. Por outro lado, recebi e orientei nas instalações do CERMAT (Núcleo de Pesquisa em Materiais Cerâmicos e Compósitos, laboratório sob minha supervisão) mais de 50 alunos em estágio curricular obrigatório (560 h), propondo atividades, providenciando insumos e recursos e auxiliando na sua formação técnica, pessoal e, talvez a mais fatigante, de redação adequada de relatórios de estágio. A maioria destes alunos recebeu financiamento por projetos de pesquisa institucionais ou associados à indústria e, por vezes, foram voluntários.
3.3.6 Orientações de Trabalhos de Iniciação Científica
Como professor do Departamento de Engenharia Mecânica sempre me esforcei para replicar a admiração que tive pelos meus professores de curso quando aluno, que se empenhavam para conseguir bolsas de iniciação científica. Quando agora professor, participei de todos os editais ofertados pela UFSC/CNPq para obter bolsas desta natureza, tendo sido sempre bem sucedido, com 33 bolsas obtidas (3 ainda em andamento). De fato, nesta modalidade, considero que os 50 alunos de Engenharia de Materiais e Engenharia Mecânica que realizaram estágio no CERMAT também podem ser considerados como alunos de iniciação científica, devido à carga horária e atividades desempenhadas (40h/semanais por 17 semanas). Ainda que frequentemente com resultados limitados para a pesquisa avançada e publicações em periódicos de impacto, sinto enorme orgulho de ter orientado tantos alunos de iniciação científica, por considerar esta atividade muito singular e decisiva para o futuro profissional dos nossos acadêmicos.
3.3.7 Orientações de Monitoria
Adicionalmente, orientei 30 alunos de monitoria em diversas disciplinas de graduação. Considero importante, além do aspecto pessoal de desenvolvimento intelectual do monitor, a contribuição dada aos alunos assessorados e, principalmente, a relação de troca de conhecimentos, durante o processo, entre professor orientador e aluno monitor. Como ex-monitor durante a minha graduação, reconheço a sua importância para a qualidade e preparação dos alunos às disciplinas de graduação.
O detalhamento das minhas atividades com relação ao ensino e orientações se encontra relacionado no Apêndice B e no currículo Lattes.
4. ATIVIDADES DE PRODUÇÃO INTELECTUAL
4.1 Publicações
Em termos de publicações, contabilizo a publicação de um livro na Alemanha, resultado da tese de doutorado e 7 capítulos de livro, além de 57 artigos em revistas indexadas (JCR), 5 artigos em revistas não-indexadas, e 3 novos aceitos para publicação.
Com relação a publicações em congressos e similares, publiquei mais de 130 artigos (incluídos resumos e resumos expandidos) em congressos nacionais e internacionais, com ênfase para as participações no CBC – Congresso Brasileiro de Cerâmica, CBCIMAT – Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciência dos Materiais, QUALICER – World Congress on Ceramic Tile Quality/Espanha, SBPMat – Sociedade Brasileira de Pesquisa em Materiais, COBEM – Congresso Brasileiro de Engenharia Mecânica, PTECH – International Latin American Conference on Powder Technology, dentre outros eventos do gênero.
Assim como as orientações realizadas, também grande parte de minhas publicações foram elaboradas combinando o conjunto de técnicas e conhecimentos nas áreas nas quais atuei durante o mestrado, doutorado e pós-doutorado, incluindo aspectos relacionados à síntese de matérias-primas cerâmicas, tecnologias de fabricação associadas ao processamento de pós e particulados, suspensões, pré-formas extrudadas ou laminadas e suas variantes. Em paralelo, sempre procurei enfatizar nas publicações, meu interesse na investigação do comportamento de sinterização, de aspectos funcionais e da caracterização mecânica e microestrutural dos materiais e/ou dispositivos pesquisados. A seguir, em ordem cronológica, destaco as principais produções científicas.
Como primeiro artigo de relevância publicado, cito o trabalho desenvolvido durante o período de doutorado denominado “Modifications of the sol-gel method for the preparation of ultrafine/ultrapure ceramic oxide powders-properties of the powders and microstructure of the derived ceramic bodies” em coautoria com parceiros da Ben-Gurion University of the Negev, Israel em 1993, que me introduziu os conceitos da tecnologia sol-gel e da relevância da pureza química para o sucesso no desenvolvimento de cerâmicas óxidas e biomateriais em geral. Publicado no periódico Nanostructured Materials, (hoje incorporado a Acta Materialia and Scripta Materialia), foi também o meu despertar, ainda que tímido, para a importância da divulgação das pesquisas no cenário científico.
Posteriormente, logo após a finalização da minha tese de doutoramento, elaborei em conjunto com o hoje renomado Prof. Dr.-Ing. Aldo R. Boccaccini, Imperial College e Head of the Institute for Biomaterials at the Department of Materials Science and Engineering, University of Erlangen-Nuremberg (vide http://www.biomat.techfak.uni-erlangen.de/mit-arbeiter/biomaterialien/aldo-r-boccaccini.shtml) o artigo “Processing and mechanical properties of biocompatible Al2O3 platelet-reinforced TiO2“, no Journal of Materials Science, 1996, onde apresentei os efeitos de reforços pela introdução de platelets de alumina em titânia no processo de compactação a quente (HP), com a discussão dos
mecanismos de tenacificação, avaliação da tenacidade à fratura e análise estatística de Weibull, conteúdos que permanecem presentes no ensino na UFSC.
Em termos de publicações, avalio também como importantes a minha dissertação de mestrado em Engenharia Mecânica no POSMEC/UFSC denominada “Componentes de Alumínio Sinterizado: Tecnologia de Fabricação e Caracterização Mecânico-Microestrutural”, 1990; a tese de doutorado “Oberflächenenergie und mechanisches Verhalten potentieller bioinerter Keramiken”, traduzida para “Energia de superfície e comportamento mecânico de potenciais cerâmicas bioinertes)”, de 1995; e a monografia elaborada para o concurso de Professor Adjunto do Depto. de Eng. Mecânica da UFSC em 1998, “Materiais Cerâmicos Bioinertes”, que além de atualizar o estado da arte no tema, ampliou os conhecimentos anteriores, em especial, com a introdução de resultados de experimentos in vitro e in vivo dos biomateriais em estudo, e que posteriormente foi utilizada frequentemente como material didático e de pesquisa no ensino de graduação e pós-graduação aqui na UFSC.
http://books.google.com.br/books/about/Oberfl%C3%A4chenenergie_und_mechanisches_Ver.h tml?id=BnB1AwAACAAJ&redir_esc=y
Assim que fui oficialmente contratado como Professor Adjunto do Depto. de Engenharia Mecânica, surgiram generosos caminhos de inovação no campo dos materiais de alta tecnologia, visto que a equipe de pesquisadores associada ao PRONEX, em especial, oriundos da Física integrou a este processo conceitos inéditos da tecnologia de plasma, inicialmente aplicada à aceleração e modulação da remoção dos ligantes, etapa crítica do processo de PIM. Desta temática surgiram artigos científicos e publicações que considero relevantes, como “Ceramic injection moulding: influence of specimen dimensions and temperature on solvent debindig kinetics”, em 2004 e “A Model for PEG Removal From Alumina Injection Moulded Parts by Solvent Debinding”, em 2006, no Journal of Materials
Processing Technology. As mais importantes conquistas nesta época, em termos de
publicações foram as patentes internacionais Plasma process for removing a binder from parts obtaines by powder injection molding e a Industrial plasma reactor for plasma assisted thermal debinding of powder injection molded parts, detalhadas no item 4.3.
Surgiram nesta época também os primeiros contatos com empresas do setor de biomateriais (p.ex., a empresa Nanoendoluminal Ltda.), o que deu origem a algumas publicações mais simples, porém extremamente desafiadoras. Cito como marcante o artigo “Análise do Processo de Soldagem de Componentes de PTFE Utilizados em Próteses Endovasculares”, nos Anais do 7º. Congresso Brasileiro de Polímeros em 2003, dando início a uma forte reinserção de minhas linhas de pesquisa para a área de Biomateriais. O singelo artigo “Estudo sobre biocerâmicas com aplicações oftalmológicas”, publicado com minha, à época, doutoranda do PGMat/UFSC, M.Eng. Nádia K. Zurba no 49° Congresso Brasileiro de Cerâmica solidificou a parceria com a Universidade de Aveiro, Portugal, sendo a Profª Maria Helena Figueira Vaz Fernandes sua coorientadora, e gerou 2 patentes internacionais. Fatos alheios, entretanto, produziram desencontros que encerraram esta orientação ainda em 2009.
Na sequência, publicações com profissionais da área da saúde se intensificaram gerando, por exemplo, o artigo “Influence of Nd:YAG laser irradiation on an adhesive restorative procedure”, no periódico Operative Dentistry em 2006, com a participação da mestranda Margarete Franke, dentista de formação básica, e do Prof. Alexandre Lago, especialista em laser. Destaco o artigo “New PMMA-co-EHA glass-filled composites for biomedical applications: Mechanical properties and bioactivity”, publicado em coautoria com a equipe do CICECO-Aveiro, Portugal, realizado através da interação, em especial, com a Profª Drª Maria Helena Figueira Vaz Fernandes, parceira internacional atual, no importante periódico Acta Biomaterialia, de fator de impacto 5,68 (JCR).
Como resultado das pesquisas, cursos realizados e bons contatos alcançados anteriormente na área de materiais cerâmicos de revestimento, em termos de publicações, interesse especial foi dedicado ao tema de desenvolvimento e predição de cores em materiais cerâmicos contendo pigmentos óxidos, o que foi viabilizado através da doutoranda Luciana M. Schabbach, que realizou a parte experimental de sua tese em Modena, sob a coorientação do Prof. Dr. Tiziano Manfredini, renomado pesquisador da área e a quem eu tinha conhecido pessoalmente em eventos do setor no Brasil. Assim, considero igualmente um artigo importante no meu histórico, o desenvolvido em parceria com a Universidade de Modena, Itália intitulado “Influence of Firing Temperature on the Color Developed by a (Zr,V)SiO4 Pigmented Opaque Ceramic Glaze”, publicado em 2006 no Journal of the European Ceramic Society.
A partir deste envolvimento surgiu uma nova importante parceria que posteriormente conduziu a várias publicações interessantes, guiada pela conexão e interface entre os requesitos fundamentais da Odontologia, Cores e Estética, e os fundamentos de Engenharia Mecânica e de Materiais associados a estes biomateriais.
Nesta temática, a participação de pesquisadores da Odontologia se tornou rotina e cultivou um conjunto de ações associadas gerando diversas publicações nas quais eu disponibilizo os princípios e aspectos de Engenharia que acumulei ao longo dos anos às necessidades apresentadas pelos colegas pesquisadores para os desenvolvimentos na área de Ciências da Saúde. Assim, nasceu uma parceria que resultou em inúmeros trabalhos em conjunto, dos quais ressalto o capítulo de livro intitulado “Application of Zirconia in Dentistry: Biological, Mechanical and Optical Considerations”, em coautoria com a Profª Drª Cláudia Ângela Maziero Volpato (Odontologia, UFSC), e Profª Drª Federica Bondioli (Itália) em 2011, com 23 páginas, e que possui um significativo número de downloads (até dez/2014: 13.011 acumulado).
